KR102324090B1 - 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나 - Google Patents

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KR102324090B1
KR102324090B1 KR1020200072537A KR20200072537A KR102324090B1 KR 102324090 B1 KR102324090 B1 KR 102324090B1 KR 1020200072537 A KR1020200072537 A KR 1020200072537A KR 20200072537 A KR20200072537 A KR 20200072537A KR 102324090 B1 KR102324090 B1 KR 102324090B1
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dipole
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KR1020200072537A
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라영은
전정익
이종학
이건민
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엘아이지넥스원 주식회사
주식회사 극동통신
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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  • Details Of Aerials (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 소자 모듈을 수납하도록 마련되는 하우징, 다이폴 통신 안테나의 표면에 위치하며, 평면형으로 설계되는 기생소자 모듈 및 상기 하우징에 수납되는 다이폴 소자 모듈을 포함하여 통합마스트의 형상에 적합하도록 하는 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나가 개시된다.

Description

통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나 {Dipole Communication Antenna for Integrated Mast}
본 발명은 다이폴 통신 안테나에 관한 것으로, 특히 구축함에 적용되는 통합마스트용 다이폴 통신 안테나에 관한 것이다.
신형 구축함은 적 레이더에 탐지되는 확률을 낮추기 위해 통합마스트를 적용하고 있으며, 함정용 통신안테나를 통합마스트에 적용하기 위해서는 함형화(평면화)가 필수적이다.
함정용 통신 안테나는 일반적으로 VHF/UHF 대역의 광대역의 통신주파수를 사용하며, 실제 함정과 같이 설치공간이 제한적이거나 주변 구조물이 근접한 경우 안테나 성능이 열화된다.
종래에 사용하는 수미터, 수십센티미터의 모노폴안테나는 적 항공기 및 함정에서 사용되는 레이더에 의해 높은 레이더 반사면적(RCS, Radar Cross Section)을 가지며, 저피탐 기능을 구현할 수 없다.
본 발명은 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나에 관한 것으로, 적어도 하나의 소자 모듈을 수납하도록 마련되는 하우징, 상기 평면형 다이폴 통신 안테나의 표면에 위치하며, 평면형으로 설계되는 기생소자 모듈 및 상기 하우징에 수납되는 다이폴 소자 모듈을 포함하여 통합마스트의 형상에 적합하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 평면형 통신용 안테나를 제작하여 레이더 반사 면적 지수(RCS)를 크게 낮추고 안테나 소형화와 광대역화에 기여하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나는, 적어도 하나의 소자 모듈을 수납하도록 마련되는 하우징, 상기 다이폴 통신 안테나의 표면에 위치하며, 평면형으로 설계되는 기생소자 모듈 및 상기 하우징에 수납되는 다이폴 소자 모듈을 포함한다.
여기서, 상기 다이폴 소자 모듈은, 일측이 꺾인 구조의 다수의 계단형 소자들이 적층된 구조이다.
여기서, 상기 하우징 내측에 위치하여, 상기 다이폴 소자 모듈이 놓여지는 지지구조물 조립체를 더 포함한다.
여기서, 상기 기생소자 모듈, 상기 다이폴 소자 모듈의 상단 및 상기 지지구조물 조립체의 상단은 실질적으로 동일 평면상에 위치한다.
여기서, 상기 다이폴 소자 모듈은, 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈을 포함하며, 상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈은, 상기 계단형 소자들이 적층된 구조가 좌우 대칭으로 형성되도록 위치한다.
여기서, 상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈의 중앙에 위치하여 상기 제1 다이폴 소자 모듈 측의 선로 및 상기 제2 다이폴 소자 모듈 측의 선로와 각각 연결되는 발룬 조립체 및 상기 평면형 다이폴 통신 안테나의 하부에 위치하는 캐비티(cavity)를 더 포함한다.
여기서, 상기 다수의 계단형 소자들은, 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자를 포함하며, 상기 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자는 각각 윗면의 너비와 측면의 높이가 다르게 형성된다.
여기서, 상기 지지구조물 조립체는, 적어도 일부가 단차가 형성되도록 마련되며, 양단을 기준으로 중앙으로 갈수록 높이가 낮아진다.
여기서, 상기 지지구조물 조립체는, 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체를 포함하며, 상기 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체는, 상기 하우징의 내부의 양측에 배치된다.
여기서, 상기 다이폴 소자 모듈은, 상기 지지구조물 조립체와 수직으로 배치되어, 상기 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체에서 단차가 형성된 부분에 상기 다수의 계단형 소자들이 맞물리게 위치한다.
여기서, 상기 다이폴 소자 모듈은, 상기 계단형 소자의 꺾인 부분의 내측에 부착되는 일측이 개방된 형태의 조립 부재를 더 포함한다.
여기서, 상기 하우징은, 금속의 판제와 브라켓을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 적어도 하나의 소자 모듈을 수납하도록 마련되는 하우징, 상기 평면형 다이폴 통신 안테나의 표면에 위치하며, 평면형으로 설계되는 기생소자 모듈 및 상기 하우징에 수납되는 다이폴 소자 모듈을 포함하여 통합마스트의 형상에 적합하도록 할 수 있다.
또한, 평면형 통신용 안테나를 제작하여 레이더 반사 면적 지수(RCS)를 크게 낮추고 안테나 소형화와 광대역화에 기여할 수 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나의 다이폴 소자 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나와 종래의 안테나를 비교하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 관련된 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나에 관한 것이다.
KDDX(한국형 차기 구축함)는　대한민국 해군이 계획 중인 경하　배수량　6,000톤급　구축함의 사업명으로, 해군은 KDX(한국형 구축함) 사업 뒤를 잇는 KDDX 사업을 통해,　다기능 위상배열레이더가 장착된 통합마스트를 갖춘　구축함을 건조할 예정이다.
통합형 마스트는　함정의 레이더 반사면적(RCS)를 줄여 생존성을 향상시키는 것으로, 통합 마스트의 핵심이라고 할 수 있는 X대역 레이더는 상층 가운데에 위치하고 있다. 상부에는 광학 및 열영상 카메라를 장착할 예정이며 중간에는 IRST를 장착할 수 있다.
또한, 마스트 하부에 수백㎞를 탐지할 수 있는 대공감시용 S밴드 레이더, 상부에는 대공 및 수면 위의 잠수함 잠망경 등을 감시할 X밴드 레이더를 장착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나(10)는 기생소자 모듈(100), 다이폴 소자 모듈(200), 지지구조물 조립체(300), 발룬 조립체(400), 하우징(500)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나(10)는 구축함에 적용되는 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나다.
구체적으로, UHF대역 안테나는 주파수를 고려하여 전기적 소형안테나(Electrically Small Antenna)를 사용하는 것이 바람직하다.
실제로 함정 같은 제한된 공간에서 100MHz를 기준으로 파장의 길이가 3m 이상의 물리적 크기를 가지는 매우 큰 안테나를 적용하기는 매우 어렵다. 또한 일반적으로 전기적 소형안테나는 협대역의 낮은 이득, 높은 리액턴스 특징을 가진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나(10)는 구조적 한계를 주파수별 구간을 각각 나누어 새로운 계단형 평면을 이용하였으며, 공간적 제약을 유효한 속성으로 설계하여 소형화 하였다. 또한 정합회로를 적용하여 높은 리액턴스 손실을 최소화 하여 도면 1과 같은 Cavity Back Antenna를 적용한다.
해외 신형 구축함은 적 레이더에 탐지되는 확률을 낮추기 위해 통합마스트를 적용하고 있으며, 함정용 통신안테나를 통합마스트에 적용하기 위해서는 함형화(평면화)가 필수적이다. 함정용 통신 안테나는 일반적으로 VHF/UHF 대역의 광대역의 통신주파수를 사용하며, 실제 함정과 같이 설치공간이 제한적이거나 주변 구조물이 근접한 경우 안테나 성능이 열화된다. 기존의 통신안테나가 함정에 불규칙한 형태로 부착된 형태라면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나(10)는 통합마스트의 형상에 적합하도록 평면형 통신용 안테나를 제작하여 레이더 반사 면적 지수(RCS)를 크게 낮추고 안테나 소형화와 광대역화에 기여할 수 있다.
이에 따라, 해군의 함정의 표면에 설치가 가능할 뿐만 아니라, 육군 지상 전투장비 표면 혹은 건물 외벽에 설치하여 운용이 가능하며, 돌출형 안테나에 비해 스텔스 성능을 향상시킬 수 있다.
종래에는 VHF/UHF 대역의 안테나를 함정 혹은 육상 장비에 설치 시 수십 센티미터에서 수미터 길이의 모노폴안테나를 이용하여 함정의 함상 혹은 마스트 위에 설치하여 운용하였다. 종래에 사용하는 수미터, 수십센티미터의 모노폴안테나는 적 항공기 및 함정에서 사용되는 레이다에 의해 높은 레이더 반사면적(RCS, Radar Cross Section)을 가지며, 저피탐 기능을 구현 할 수 없다. 또한 설치공간이 함정의 상단에 위치하여 설치/운용되므로 야외 환경에 노출되므로 정비 효율성이 떨어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나(10)는 적어도 하나의 소자 모듈을 수납하도록 마련되는 하우징, 상기 평면형 다이폴 통신 안테나의 표면에 위치하며, 평면형으로 설계되는 기생소자 모듈 및 상기 하우징에 수납되는 다이폴 소자 모듈을 포함하여 통합마스트의 형상에 적합하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 평면형 통신용 안테나를 제작하여 레이더 반사 면적 지수(RCS)를 크게 낮추고 안테나 소형화와 광대역화에 기여하는데 또 다른 목적이 있다.
구체적으로, 기생소자 모듈(100)은 상기 평면형 다이폴 통신 안테나의 표면에 위치하며, 평면형으로 설계된다.
기생소자 모듈의 외측에는 레이돔이 위치하며, 레이돔에 패치되는 형태이다. 기생소자 모듈은 하우징의 내측으로 동축급전이 연결된다.
이에 따라, 안테나의 표면에 기생복사소자를 설치하여 대역의 이득과 방사패턴을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 다이폴안테나의 표면에 특정형상의 기생패치를 설치하여 방사패턴 특성을 우수하게 할 수 있다.
또한, 안테나의 표면에 임의의 길이와 두께를 갖는 기생패치를 설치하여 운용주파수대역내의 방향성 안테나 특성을 조정이 가능하다.
다이폴 소자 모듈(200)은 상기 하우징에 수납된다. 다이폴은 서로 대응하는 극이 둘 있는 것을 말한다. 철편을 자계 내에 두었을 때 그 양단에 발생하는 자극이나 도선을 그 길이의 2배와 같은 파장의 고주파로 여자시켰을 때 양단에 발생하는 반대 부호의 전위 등을 말한다.
다이폴 소자 모듈(200)은, 일측이 꺾인 구조의 다수의 계단형 소자들이 적층된 구조이다.
다이폴 소자 모듈(200)은, 제1 다이폴 소자 모듈(211) 및 제2 다이폴 소자 모듈(212)을 포함하며, 상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈은, 상기 계단형 소자들이 적층된 구조가 좌우 대칭으로 형성되도록 위치한다.
여기서, 다수의 계단형 소자들은, 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자(210, 220, 230)를 포함하며, 상기 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자는 각각 윗면의 너비와 측면의 높이가 다르게 형성된다.
다이폴 소자 모듈(200)은, 상기 계단형 소자의 꺾인 부분의 내측에 부착되는 일측이 개방된 형태의 조립 부재를 더 포함한다.
다이폴 소자 모듈(200)은 'ㄱ'형태의 계단형 소자를 적층하여 설계한 다이폴의 전기적인 길이를 늘여 소형화 및 광대역으로 개선할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 다양한 형태의 계단형 다이폴을 이용하여 안테나의 전기적 길이를 조절하여 사용주파수 대역 내에서 안테나 소형화를 구현할 수 있다.
또한, 조립 부재는 'ㄷ' 타입의 소자로서 계단형 소자 안쪽에 추가하여 대역 반사손실을 개선할 수 있다. 또한, 조립 부재인 확장 소자를 이용하여 안테나의 전기적 길이를 조정하여 사용주파수 대역내의 전압정재파비를 조정할 수 있다.
지지구조물 조립체(300)는 상기 하우징 내측에 위치하여, 상기 다이폴 소자 모듈이 놓여진다.
지지구조물 조립체(300)는 적어도 일부가 단차가 형성되도록 마련되며, 양단을 기준으로 중앙으로 갈수록 높이가 낮아진다.
지지구조물 조립체(300)는 다이폴 소자 모듈의 계단형 소자와 맞물리도록 계단부(311, 321)가 형성되며, 계단부 하부는 공간부(312, 322)를 포함한다.
지지구조물 조립체(300)는 제1 지지구조물 조립체(310) 및 제2 지지구조물 조립체(320)를 포함하며, 상기 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체는, 상기 하우징의 내부의 양측에 배치된다.
하우징의 양측의 벽에 각각 맞닿게 설치되어, 중앙에는 하우징 공간(320, 330)이 위치하고, 하우징 공간을 다이폴 소자 모듈이 가로지르는 형태이다.
여기서, 상기 기생소자 모듈, 상기 다이폴 소자 모듈의 상단 및 상기 지지구조물 조립체의 상단은 실질적으로 동일 평면상에 위치한다.
또한, 상기 다이폴 소자 모듈은, 상기 지지구조물 조립체와 수직으로 배치되어, 상기 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체에서 단차가 형성된 부분에 상기 다수의 계단형 소자들이 맞물리게 위치한다.
다이폴 소자 모듈의 꺾인 부분과 지지구조물 조립체의 꺾인 부분이 수직으로 위치하고, 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체 사이의 빈 공간에 다이폴 소자 모듈의 일부가 위치하여, 다이폴 소자 모듈의 조립 부재의 배치가 가능해진다.
발룬 조립체(400)는 상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈의 중앙에 위치하여 상기 제1 다이폴 소자 모듈 측의 선로 및 상기 제2 다이폴 소자 모듈 측의 선로와 각각 연결된다.
하우징(500)은 적어도 하나의 소자 모듈을 수납하도록 마련되며, 평면형 다이폴 통신 안테나의 하부에 캐비티(cavity)(520)를 형성한다. 캐비티(cavity)(520)는 금형의 내부 공간을 의미한다.
여기서, 하우징(500)은, 금속의 판제(510)와 브라켓을 포함한다. 구체적으로, 전체적인 안테나의 외각은 알루미늄 판제와 브라켓을 사용하여 단단한 외부강도를 유지하도록 되어있으며, 안테나가 방사되는 부분은 테프론 레이돔을 적용하여 손실을 최소화 하였다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나의 다이폴 소자 모듈을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 다이폴 소자 모듈(200)은, 일측이 꺾인 구조의 다수의 계단형 소자들이 적층된 구조이다.
다이폴 소자 모듈(200)은, 제1 다이폴 소자 모듈(211) 및 제2 다이폴 소자 모듈(212)을 포함하며, 상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈은, 상기 계단형 소자들이 적층된 구조가 좌우 대칭으로 형성되도록 위치한다.
여기서, 다수의 계단형 소자들은, 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자(210, 220, 230)를 포함하며, 상기 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자는 각각 윗면의 너비(W1, W2, W3, W4)와 측면의 높이(H1, H2, H3, H4)가 다르게 형성된다.
또한, 도 3을 참조하면, 다이폴 소자 모듈(200)은, 상기 계단형 소자의 꺾인 부분의 내측(240)에 부착되는 일측이 개방된 형태의 조립 부재(241)를 더 포함한다.
또한, 다이폴 소자 모듈(200)을 측면에서 바라보았을 때, 계단형 소자의 윗면의 길이(L1, L2, L3, L4)가 다르게 형성되도록 배치되어, 'ㄷ'타입의 소자가 부착 가능해진다.
평면형의 기생소자 모듈(100)은 다이폴 소자 모듈(200)의 계단형 소자의 윗면과 평행하도록 배치된다.
구체적으로, 다이폴 소자 모듈(200)은 'ㄱ'형태의 계단형 소자를 적층하여 설계한 다이폴의 전기적인 길이를 늘여 소형화 및 광대역으로 개선할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 다양한 형태의 계단형 다이폴을 이용하여 안테나의 전기적 길이를 조절하여 사용주파수 대역 내에서 안테나 소형화를 구현할 수 있다.
또한, 조립 부재는 'ㄷ' 타입의 소자로서 계단형 소자 안쪽에 추가하여 대역 반사손실을 개선할 수 있다. 또한, 조립 부재인 확장 소자를 이용하여 안테나의 전기적 길이를 조정하여 사용주파수 대역내의 전압정재파비를 조정할 수 있다.
안테나의 다이폴 소자 모듈은 도 2와 도면 3에 나타난 바와 같이 길이와 높이를 성분을 조정하여 주파수 대역내에서 전기적 길이를 소형화 하여도 전압정재파비 특성을 유지하도록 최적화하였으며, 전압정재파비를 세밀히 조정할 수 있도록 계단형 소자의 하부에 소자를 도 3의 ‘ㄷ‘ 형상을 추가로 부착한다.
또한, 도 3의 기생소자의 위치, 크기 및 형상을 조정하여 안테나의 방사패턴을 개선할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나의 다이폴 소자 모듈은, 제한된 캐비티(Cavity) 속에 다이폴 소자를 ‘ㄱ＇혹은 ‘ㄷ‘ 모양으로 변형하여 안테나의 전기적 길이를 증가 시킴으로 인해 안테나의 운용 주파수대역의 조정이 가능해 진다. 또한 공간적으로 다이폴의 전기적 길이를 증가시킴으로 안테나의 소형화가 가능해진다.
또한, 다이폴안테나의 표면에 공간활용도가 높은 평면형 기생패치의 형상 및 크기를 이용하여 사용주파수에서 신호의 방향성을 조정 가능함으로써 전방향으로 주사되는 신호의 방향성을 향상시킬 수 있다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나와 종래의 안테나를 비교하기 위한 도면이다.
도 4의 (a)는 종래의 안테나의 형상을 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나의 형상을 나타낸 것이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 기존의 통신안테나가 함정에 불규칙한 형태로 부착된 형태라면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나(10)는 통합마스트의 형상에 적합하도록 평면형 통신용 안테나를 제작하여 레이더 반사 면적 지수(RCS)를 크게 낮추고 안테나 소형화와 광대역화에 기여할 수 있다.
이에 따라, 해군의 함정의 표면에 설치가 가능할 뿐만 아니라, 육군 지상 전투장비 표면 혹은 건물 외벽에 설치하여 운용이 가능하며, 돌출형 안테나에 비해 스텔스 성능을 향상시킬 수 있다.
도 5의 (a)는 종래의 안테나의 전압정재파비(VSWR)를 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나의 전압정재파비(VSWR)를 나타낸 것이다.
전압정재파비(VSWR)는 도파관, 동축 케이블 혹은 기타 전송 선로에 발생하는 정재파에서, 최대 전압점에서의 전압(또는 전계)의 진폭과 인접한 최소 전압점에서의 전압(또는 전계)의 진폭의 비율을 의미한다.
도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나는 다이폴 소자 모듈의 구조적인 특성이 있으며, 다이폴 소자 모듈(200)은, 제1 다이폴 소자 모듈(211) 및 제2 다이폴 소자 모듈(212)을 포함하며, 상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈은, 상기 계단형 소자들이 적층된 구조가 좌우 대칭으로 형성되도록 위치한다.
상기 도 2와 도면 3에 나타난 바와 같이 계단형 소자들의 길이와 높이를 성분을 조정하여 주파수 대역내에서 전기적 길이를 소형화 하여도 전압정재파비 특성을 유지하도록 최적화하였으며, 전압정재파비를 세밀히 조정할 수 있도록 계단형 소자의 하부에 소자를 도 3의 ‘ㄷ‘ 형상을 추가로 부착한다.
조립 부재는 'ㄷ' 타입의 소자로서 계단형 소자 안쪽에 추가하여 대역 반사손실을 개선할 수 있다. 또한, 조립 부재인 확장 소자를 이용하여 안테나의 전기적 길이를 조정하여 사용주파수 대역내의 전압정재파비를 조정할 수 있다.
도 6의 좌측은 종래의 안테나의 방사패턴을 나타낸 것이고, 도 6의 우측은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나의 방사패턴을 나타낸 것이다.
도 6에 나타난 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나의 기생소자 모듈(100)은 상기 평면형 다이폴 통신 안테나의 표면에 위치하며, 평면형으로 설계된다.
기생소자 모듈의 외측에는 레이돔이 위치하며, 레이돔에 패치되는 형태이다. 기생소자 모듈은 하우징의 내측으로 동축급전이 연결된다.
이에 따라, 안테나의 표면에 기생복사소자를 설치하여 대역의 이득과 방사패턴을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 다이폴안테나의 표면에 특정형상의 기생패치를 설치하여 방사패턴 특성을 우수하게 할 수 있다.
또한, 안테나의 표면에 임의의 길이와 두께를 갖는 기생패치를 설치하여 운용주파수대역내의 방향성 안테나 특성을 조정이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
10: 통합마스트용 평면형 다이폴 통신 안테나
100: 기생소자 모듈
200: 다이폴 소자 모듈
300: 지지구조물 조립체
400: 발룬 조립체

Claims (12)

  1. 다이폴 통신 안테나에 있어서,
    적어도 하나의 소자 모듈을 수납하도록 마련되는 하우징;
    상기 하우징에 수납되는 다이폴 소자 모듈; 및
    상기 다이폴 소자 모듈의 상단과 동일 평면상에 위치하도록 평면형으로 설계되는 기생소자 모듈을 포함하되,
    상기 다이폴 소자 모듈은, 일측이 꺾인 구조의 다수의 계단형 소자들이 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내측에 위치하여, 상기 다이폴 소자 모듈이 놓여지는 지지구조물 조립체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기생소자 모듈, 상기 다이폴 소자 모듈의 상단 및 상기 지지구조물 조립체의 상단은 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다이폴 소자 모듈은, 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈을 포함하며,
    상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈은, 상기 계단형 소자들이 적층된 구조가 좌우 대칭으로 형성되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 다이폴 소자 모듈 및 제2 다이폴 소자 모듈의 중앙에 위치하여 상기 제1 다이폴 소자 모듈 측의 선로 및 상기 제2 다이폴 소자 모듈 측의 선로와 각각 연결되는 발룬 조립체 및
    상기 평면형 다이폴 통신 안테나의 하부에 위치하는 캐비티(cavity)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 계단형 소자들은, 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자를 포함하며, 상기 제1 계단형 소자 내지 제3 계단형 소자는 각각 윗면의 너비와 측면의 높이가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 지지구조물 조립체는,
    적어도 일부가 단차가 형성되도록 마련되며, 양단을 기준으로 중앙으로 갈수록 높이가 낮아지는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지구조물 조립체는, 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체를 포함하며,
    상기 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체는, 상기 하우징의 내부의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다이폴 소자 모듈은, 상기 지지구조물 조립체와 수직으로 배치되어,
    상기 제1 지지구조물 조립체 및 제2 지지구조물 조립체에서 단차가 형성된 부분에 상기 다수의 계단형 소자들이 맞물리게 위치하는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다이폴 소자 모듈은,
    상기 계단형 소자의 꺾인 부분의 내측에 부착되는 일측이 개방된 형태의 조립 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은, 금속의 판제와 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 다이폴 통신 안테나.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200222277Y1 (ko) * 2000-12-08 2001-05-02 주식회사감마누 다중대역 방향성 패치 안테나
KR20110131514A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 인천대학교 산학협력단 미앤더 선로와 계단형 선로를 이용한 433㎒ ＆ 900㎒ ｒｆｉｄ 리더용 이중 대역 다이폴 안테나

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200222277Y1 (ko) * 2000-12-08 2001-05-02 주식회사감마누 다중대역 방향성 패치 안테나
KR20110131514A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 인천대학교 산학협력단 미앤더 선로와 계단형 선로를 이용한 433㎒ ＆ 900㎒ ｒｆｉｄ 리더용 이중 대역 다이폴 안테나

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